MX2015004931A

MX2015004931A - Fluidos dielectricos de alto punto de inflamabilidad, baja viscosidad, basados en trigliceridos.

Info

Publication number: MX2015004931A
Application number: MX2015004931A
Authority: MX
Inventors: Jeffrey M Cogen; Thomas S Lin; Bharat I Chaudhary; Sreejit A Nair; Anny L Flory; Kaustubh S Gupte
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-07-21
Also published as: BR112015008195A2; WO2014054048A1; MX358901B; BR112015008195B1

Abstract

Un fluido dieléctrico que comprende una composición de triglicéridos en por ciento en peso basado en el peso de los triglicéridos: A. 10 a 65% de ácidos grasos de C18:1; B. 35 a 90% de al menos uno de ácidos grasos de C14:1 y C16:1; C. No más de 12% de ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de 7% de ácidos grasos saturados.

Description

FLUIDOS DIELECTRICOS DE ALTO PUNTO DE INFLAMABILIDAD- BAJA VISCOSIDAD. BASADOS EN TRIGLICERIDOS Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención Esta invención se refiere a fluidos dieléctricos. En un aspecto, la invención se refiere a fluidos dieléctricos comprendiendo triglicéridos de ácidos grasos de C 18: 1 , mientras que en otro aspecto, la invención se refiere a fluidos dieléctricos comprendiendo triglicéridos de ácidos grasos de C18: 1 en combinación con ácidos grasos de C 14: 1 y/o C 16: 1. 2. Descripción de la téenica relacionada Los fluidos dieléctricos basados en aceite vegetal (VO), por ejemplo, fluidos de transformador, han sido usados cada vez más en la industria de generación de energía para reemplazar fluidos dieléctricos basados en aceite mineral (MO), debido a su amabilidad ambiental y alto punto de inflamabilidad para mejorar la seguridad de operación de transformador. Sin embargo, los fluidos dieléctricos VO-basados tienen viscosidad significativamente mayor que los fluidos dieléctricos basados en MO, lo cual resulta en una operación de transferencia de calor más pobre usando un fluido dieléctrico VO-basado. Por lo tanto, existe la necesidad en el mercado de un fluido dieléctrico VO-basado en viscosidad reducida para mejorar la eficiencia de transferencia de calor en el transformador, al tiempo que se retengan los beneficios de un alto punto de inflamabilidad combinado con un bajo punto de fusión y bajas cantidades de ácidos grasos poliinsaturados en los triglicéridos.

Algunas de las aproximaciones convencionales para resolver este problema, y sus desventajas asociadas, incluyen 1. Disminuir la viscosidad de fluido dieléctrico VO-basado al mezclarlo con fluidos de menor viscosidad, tales como polialfaolefinas, ésteres de poliol sintéticos y éster de ácido graso de poliglicerol. Sin embargo, estas aproximaciones pueden conducir a disminuir el punto de inflamabilidad o a substituirse con una fuente de base o natural; 2. Mezclar el fluido dieléctrico VO-basado con un diluyente, tal como éster de alquilo de ácido graso, pero esto requiere un diluyente en exceso de 10 por ciento en peso (% en peso) para reducir la viscosidad de aceite de cañóla a menos de 33 centipoises (cP). Sin embargo, esto también resulta en disminuir el punto de inflamabilidad; 3. Aumentar la cantidad de insaturación en el fluido dieléctrico VO-basado disminuye la viscosidad del fluido, pero también disminuye la estabilidad de oxidación del fluido (ver USP 6, 117,827); y 4. Aumentar la cantidad de triglicéridos de C12-C16 saturados en el fluido dieléctrico VO-basado, pero esto también aumenta el punto de fusión del fluido.

Es de interés continuo un fluido dieléctrico que posea un balance deseado de propiedades, específicamente una combinación de baja viscosidad (<33 cP a 40°C, <120 cP a 10°C), alto punto de inflamabilidad (³260°C, de preferencia >270°C) y bajo punto de fusión (-7°C o menos).

Breve descripción de la invención En una modalidad, la invención es una composición de triglicéridos comprendiendo en por ciento en peso con base en el peso de la composición: A. 10 a 65% de ácidos grasos C 18 : 1 ; B. 35% a 90% de una mezcla de ácidos grasos de C 14: 1 y C 16: 1 ; C. No más de 12% de ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de 7% de ácidos grasos saturados.

El triglicérido puede comprender glicerol con cualquier combinación de los siguientes ácidos grasos: C18: 1 , C14: 1 , C 16: 1 , ácidos grasos poliinsaturados y ácidos grasos. Los ácidos grasos pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden, por ejemplo, un ácido graso puede reaccionar con cualquiera de los grupos hidroxilo de la molécula de glicerol para formar un enlace de éster. Las composiciones de esta invención son útiles como fluidos dieléctricos, y exhiben una (i) viscosidad de menor que o igual a (£) 33 cP a 40°C y £120 cP a 10°C, (ii) punto de inflamabilidad mayor que o igual a (³)260°C, de preferencia ³270°C, y (iii) punto de fusión de -7°C o menos.

Descripción detallada de la modalidad preferida Definiciones A menos que se declare lo contrario, implícito del contexto, o acostumbrado en la téenica, todas las partes y porcentajes se basan en peso y todos los métodos de prueba son actuales según la fecha de presentación de esta descripción. Para fines de práctica de patente estadounidense, los contenidos de cualquier patente, solicitud de patente o publicación referida son incorporados en su totalidad (o su versión estadounidense equivalente es así incorporada por referencia) especialmente con respecto a la descripción de definiciones (al grado no inconsistente con cualquier definición específicamente provista en esta descripción) y conocimiento general en la téenica.

Los rangos numéricos en esta descripción son aproximados, y así pueden incluir valores fuera del rango a menos que se indique de otra manera. Los rangos numéricos incluyen todos los valores de e incluyendo los valores inferiores y superiores, en incrementos de una unidad, siempre que exista una separación de al menos dos unidades entre cualquier valor menor y cualquier valor mayor. Como un ejemplo, si es una propiedad de composición, física u otra, tal como por ejemplo, temperatura, es de 100 a 1 ,000, entonces todos los valores individuales, tales como 100, 101 , 102, etc. , y subrangos, tales como 100 a 144, 155 a 170, 197 a 200, etc., son expresamente enumerados. Para rangos conteniendo valores los cuales son menores que uno o conteniendo los números fraccionados mayores que uno (por ejemplo, 1.1 , 1.5, etc.), una unidad es considerada 0.0001 , 0.001 , 0.01 o 0.1 , según sea apropiado. Para rangos conteniendo números de un solo dígito menores que diez (por ejemplo, 1 a 5), una unidad es normalmente considerada 0.1. Estos son solo ejemplos de lo que se pretende específicamente, y todas las posibles combinaciones de valores numéricos entre el valor más bajo y el valor más alto enumerado, van a ser considerados declarados expresamente en esta descripción. Los rangos numéricos son provistos dentro de esta descripción para, entre otras cosas, viscosidad, temperatura y las cantidades relativas de los componentes individuales en la composición.

“Comprender”, “incluir”, “tener” y términos similares significan que la composición, proceso, etc, no está limitado a los componentes, pasos, etc, descritos, sino más bien que incluyen otros, componentes, pasos, etc., no descritos. En contraste, el término “consistir esencialmente de” excluye del alcance de cualquier composición, proceso, etc. , cualquier otro componente, paso, etc., excepto que no sean esenciales al desempeño, operabilidad o similares de la composición, proceso, etc. El término “consistir de” excluye de una composición, proceso, etc., cualquier componente, paso, etc., no descrito específicamente. El término “o”, a menos que se declare de otra manera, se refiere a los miembros descritos individualmente así como en cualquier combinación.

“Fluido dieléctrico” y términos similares significan un fluido, normalmente un líquido, que no conduce, o conduce a un nivel muy bajo, una corriente eléctrica bajo circunstancia normal. Aceites vegetales poseen inherentemente buenas propiedades dieléctricas (US 2006/0030499). Para muchos aceites vegetales, la constante dieléctrica es menor que 4.5.

“Viscosidad” y términos similares significan la resistencia de un fluido, el cual está siendo deformado ya sea por tensión de corte o tensión de tracción. Para fines de esta especificación, la viscosidad es media a 40°C y 10°C usando un viscosímetro Brookfield como se mide mediante ASMT D-445.

“Punto de inflamabilidad” y términos similares significan la temperatura más baja a la cual un líquido volátil puede vaporizar para formar una mezcla inflamable en aire pero que no continuará quemándose (comparada con punto de combustión). Para fines de esta especificación, el punto de inflamabilidad es medido mediante el método de ASTM D-3278.

“Punto de combustión” y términos similares significan la temperatura más baja a la cual un líquido volátil puede vaporizar para formar una mezcla inflamable en aire y continuará quemándose después de la ignición. Para fines de esta especificación, el punto de combustión es medido mediante el método de ASTM D92-12. El punto de combustión es normalmente 25-30°C mayor que el punto de inflamabilidad.

“Punto de vaciado” y términos similares significan la temperatura más baja a la cual un líquido se vuelve semi-sólido y pierde sus características de flujo, o en otras palabras, la temperatura mínima a la cual un liquido fluirá. Para fines de esta especificación, el punto de vaciado es medido mediante ASTM D-97.

“Punto de fusión” y términos similares significan la temperatura a la cual un material cambia el estado de sólido a líquido. Para fines de esta especificación, punto de fusión es medido usando un calorímetro de exploración diferencial (DSC) y el siguiente protocolo: 1. Equilibrar a 90.00°C, 2. Isoterma para 10 min. 3. Rampa de 2.00°C/min a -90.00°C, 4. Final de ciclo 1 , 5. Rampa de 2.00°C/min a 90.00°C, 6. Final de ciclo 2, 7. Rampa de 2.00°C/min a -90.00°C, 8. Final de ciclo 3, y 9. Fin del método.

La temperatura pico promedio de ciclo 2 es reportada como el punto de fusión para la composición. El punto de fusión se correlaciona razonablemente bien con el punto de vaciado.

“Triglicérido” y términos similares significan un éster derivado de glicerol y tres ácidos grasos. La notación usada en esta especificación para describir un triglicérido es la misma que la usada a continuación para describir un ácido graso. El triglicérido puede comprender glicerol con cualquier combinación de los siguientes ácidos grasos: C 18: 1 , C14: 1 , C 16 : 1 , poliinsaturado y saturado. Los ácidos grasos pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden, por ejemplo, cualquier ácido graso puede reaccionar con cualquiera de los grupos hidroxilo de la molécula de glicerol para formar un enlace de éster. Un triglicérido de un C 18: 1 simplemente significa que los componentes de ácido graso del triglicérido son derivados de o basados en un ácido graso de C 18 : 1. Esto es, un triglicérido de C 18 : 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 18 átomos de carbono, teniendo cada uno con cada ácido graso un doble enlace. De manera similar, un triglicérido de C 14: 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 14 átomos de carbono cada uno teniendo cada ácido graso un doble enlace. De igual manera, un triglicérido de C16: 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 16 átomos de carbono cada uno teniendo cada ácido graso un doble enlace. Los triglicéridos de ácidos grasos de C18: 1 en combinación con ácidos grasos de C14:1 y C16: 1 significa que: (a) un triglicérido de C 18: 1 es mezclado con triglicérido de C14: 1 y triglicérido de C 16: 1 , o ambos; o (b) al menos uno de los componentes de ácido graso del triglicérido es derivado de o basado en un ácido graso de C 18 : 1 , mientras que los otros dos son derivados de o basados en ácido graso de C14: 1 y/o ácido graso de C16: 1.

“Acido graso” y términos similares significan un ácido carboxílico con una cola alifática larga que es ya sea saturada o insaturada. Los ácidos grasos insaturados tienen uno o más dobles enlaces entre átomos de carbono. Los ácidos grasos saturados no contienen algún doble enlace. La notación usada en esta especificación para describir un ácido graso incluye la letra mayúscula “C” para átomo de carbono, seguido por un número que describe el número de átomos de carbono en el ácido graso, seguido por dos puntos y otro número para el número de dobles enlaces en el ácido graso. Por ejemplo, C16: 1 denota un ácido graso de 16 átomos de carbono con un doble enlace, por ejemplo, ácido palmitoleico. El número después de los dos puntos en esta notación ni designa la colocación del o los dobles enlaces en el ácido graso ni si los átomos de hidrógeno unidos a los átomos de carbono del doble enlace son cis uno a otro. Otros ejemplos de esta notación incluyen C18:0 g (ácidos esteáricos), C18:1 (ácido oleico), C18:2 (ácido linoleico), C18:3 (ácido a-linolenico) y C20:4 (ácido araquidónico).

Composiciones El primer componente de ácido graso de las composiciones de triglicéridos de esta invención es un C 18: 1 , es decir, contiene 18 átomos de carbono y tiene un doble enlace. Ácidos grasos de C 18 : 1 representativos incluyen ácido oleico y ácido vaccénico, siendo preferido el ácido oleico. Un triglicérido de 018: 1 puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos de C18:1 , por ejemplo, tres ácidos oleicos, o tres ácidos vaccénicos, o dos ácidos oleicos y ácido vaccénico, o un ácido oleico y dos ácidos vaccénicos. Los tres ácidos grasos de C 18 : 1 pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden, por ejemplo, cualquier ácido graso de C18:1 puede reaccionar con cualquiera de los grupos hidroxilo de la molécula de glicerol para formar un enlace de éster. Normalmente, el ácido graso de C18: 1 del triglicérido es ácido oleico. El triglicérido de C18.1 comprende 10 a 65% en peso, normalmente 10 a 60% en peso y más normalmente 10 a 55, % en peso de la composición.

El segundo componente de ácido graso de las composiciones de triglicéridos de esta invención es al menos uno de una mezcla de ácidos grasos de C14: 1 y C 16: 1. Un triglicérido de C 14: 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 14 átomos de carbono cada uno con cada ácido graso teniendo un doble enlace. Sn representativos de los ácidos grasos de C14: 1 el ácido miristoleico, ácido fisetérico y ácido tsuzuico. Similar al triglicérido de C 18: 1 , el triglicérido de C14:1 puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos de C 14 : 1 , y el ácido graso de C14: 1 puede unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden. Normalmente, el ácido graso de C14: 1 es ácido miristoleico.

Un triglicérido de C 16: 1 es un éster de glicerol y tres ácidos grasos de 16 átomos de carbono cada uno y teniendo cada ácido graso un doble enlace. Es representativo de los ácidos grasos de C16: 1 el ácido palmitoleico. Como el triglicérido de 018: 1 , el triglicérido de C16: 1 puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos de C 16 : 1 , y los ácidos grasos de C 16 : 1 pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden. Normalmente, el ácido graso de C16: 1 es ácido palmitoleico.

El segundo componente de ácido graso de la composición de triglicéridos puede comprender 100% de ya sea C14: 1 o C16: 1 o cualquier combinación de los dos, por ejemplo, 1 -99% en peso de C14:1 y 1 -99% en peso de C16: 1. Normalmente, el segundo componente es uno o el otro de C14: 1 o C 16 : 1 , más normalmente 100% C16: 1. El segundo componente de ácido graso comprende 35 a 90% en peso, normalmente 40 a 90% en peso y más normalmente 50 a 90% en peso de la composición.

El tercer componente de ácido graso de las composiciones de esta invención es opcional, pero si está presente, es poliinsaturado de cualquier longitud de átomo de carbono, normalmente cada uno de una longitud de al menos 12 átomos de carbono con cada ácido graso teniendo más de un doble enlace. Como el trigl icérido de C 18 : 1 , un triglicérido poliinsaturado puede comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos poliinsaturados, y los ácidos grasos poliinsaturados pueden unirse a la molécula de glicerol en cualquier orden. Los ácidos grasos poliinsaturados representativos a partir de los cuales el triglicérido poliinsaturado es hecho incluyen, pero no están limitados a, ácido linoleico (C 18:2), ácido a-linolénico (C 18 : 3) , ácido y-linolénico (C 18 : 3) , ácido eicosadienoico (C20:2), ácido dihomo-y-linolénico (C20:3), ácido araquidónico (C22:4), ácido docosapentaenoico (C22:5), ácido hexadecatrienoico (C16:3), ácido heneicosapentaenoico (C21 :5), ácido ruménico (C18:2), ácido a-caléndico (C18:3), ácido b-caléndico (C18:3), ácido a-parinárico (C18:4), ácido b-parinárico, ácido pinolénico (C18:3), ácido podocárpico (C20:3) y similares. En una modalidad, las composiciones de esta invención están libres o vacías de cualquier ácido graso poliinsaturado. En una modalidad, el tercer componente de ácido graso normalmente no excede 12% en peso, más normalmente no excede 11 % en peso y aún más normalmente no excede 10% en peso, de la composición.

El cuarto componente de ácido graso de las composiciones de triglicéridos de esta invención es opcional pero si está presente, es saturado, es decir, un éster de glicerol y tres ácidos grasos de cualquier longitud de átomos de carbono, normalmente cada uno de una longitud de al menos 8 átomos de carbono con cada ácido graso libre de cualquier doble enlace. Como el triglicérido de C 18: 1 , los triglicéridos saturados pueden comprender glicerol con cualquier combinación de tres ácidos grasos saturados, y los ácidos grasos saturados pueden unirse a la molecula de glicerol en cualquier orden. Los ácidos grasos saturados representativos a partir de los cuales el triglicérido saturado es hecho incluyen, pero no están limitados a, ácido laúrico (C12:0), ácido mirísitico (C 14 : 0) , ácido palmítico (C16:0) y ácido esteárico (C 18: 0) . En una modalidad, las composiciones de esta invención están libres o vacías de cualquier ácido graso saturado. En una modalidad, las composiciones de esta invención no contienen más de 7% en peso, normalmente no más de 5% en peso y más normalmente no más de 3% en peso de ácidos grasos saturados.

En una modalidad, las composiciones de esta invención pueden comprender uno o más aditivos, tales como uno o más antioxidantes, desactivadores de metales, supresores de punto de vaciado, estabilizantes de UV, depuradores de agua, pigmentos, tintes y similares. Aditivos útiles para fluidos dieléctricos son bien conocidos en la téenica, y estos aditivos, si se usan, son usados en maneras conocidas y en cantidades conocidas. Normalmente, los aditivos en el agregado no exceden 3% en peso, más normalmente no exceden 2% en peso y aún más normalmente no exceden 1 % en peso de la composición.

En una modalidad, la invención es una composición de triglicéridos que consiste esencialmente de: A. 10 a 65% de ácidos grasos de C 18 : 1 ; B. 35 a 90% de una mezcla de ácidos grasos de C 14 : 1 y C 16 : 1 ; C. No más de 12% de ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de 7% de ácidos grasos saturados.

Esta modalidad puede contener uno o más aditivos, por ejemplo, antioxidante, desactivadores de metales, pigmento, etc., pero excluye específicamente cualquier ácido graso diferente de aquéllos identificados o aquéllos presentes en cantidades inconsecuentes, por ejemplo, menos de 10% en peso con base en el peso de la composición. Estos “otros” ácidos grasos, si están presentes, son normalmente sub productos o contaminantes restantes después del ácido graso deseado, por ejemplo, C 18: 1 , es extraído de un aceite de fuente natural, por ejemplo, aceite de maíz, aceite de soya o similares. En otros casos, los “otros” ácidos grasos pudieran estar naturalmente presentes en el aceite fuente.

En una modalidad en la invención, se encuentra una composición de triglicéridos consistiendo esencialmente de: A. 10 a 65% de ácidos grasos de C18:1 ; y B. 35 a 90% de al menos uno de ácidos grasos de C14: 1 y C16: 1. Esta modalidad puede contener uno más aditivos, por ejemplo, un antioxidante, pigmento, etc., pero excluye específicamente cualquier ácido graso diferente de aquéllos identificados o aquéllos presentes en cantidades inconsecuentes, por ejemplo, menos de 10% en peso con base en el peso de la composición. Estos “otros" ácidos grasos, si están presentes, son normalmente subproductos o contaminantes restantes después de que el triglicérido deseado, por ejemplo, C18: 1 , es extraído de un aceite de fuente natural, por ejemplo, aceite de maíz, aceite de soya o similares. En otros casos, los “otros” ácidos grasos pudieran estar presentes de manera natural en el aceite fuente.

Los triglicéridos de la presente invención pueden ser obtenidos de fuentes vegetales y no vegetales, por ejemplo, aceite de algas, aceite microbiano, con aceites vegetales y aceites de algas siendo los aceites de fuente natural preferidos. Ejemplos de triglicéridos derivados de aceites de fuente natural incluyen, pero no están limitados a, aquéllos descritos en WO 2011/090685 y PCT/US2012/043973. Estos aceites normalmente son ricos en uno o más triglicéridos particulares, el triglicérido particular dependiente del aceite vegetal o aceite de alga particular. Por ejemplo, los aceites de maíz y soya son normalmente ricos en triglicéridos en los cuales el componente de ácido graso es derivado de ácido oleico. Los triglicéridos usados en la práctica de esta invención pueden ser extraídos del aceite vegetal u otra fuente natural por cualquiera de una variedad de métodos conocidos, por ejemplo, extracción con solvente, extracción mecánica, etc. En otros casos, el aceite fuente (por ejemplo, aceite de alga) pudiera comprender en su totalidad las composiciones de triglicéridos de esta invención, sin la necesidad de aislamiento o extracción adicional.

Las composiciones de esta invención son particularmente útiles como fluidos dieléctricos en varios equipos eléctricos, por ejemplo, como un aceite aislante en transformadores. Las composiciones de esta invención son ambientalmente amigables, por ejemplo, biodegradables, y poseen un balance único de propiedades, específicamente un balance único de viscosidad, punto de inflamabilidad y punto de fusión.

Modalidades específicas La viscosidad dinámica de un triglicerido puro también es obtenida usando un modelo matemático con base en los siguientes factores: 1. Viscosidad dinámica de metil éster de ácido graso (FAME), que constituye la molécula de triglicérido. 2. Número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME. *n?T4c)= 0.5287- 0.1542*¾AME1-0.1516*¾AME2~ 0.1542*T*FAMB3 " 1-5419 * ^- - !-S!SS *— 1.5419 — L- + 7.7064* + 7.7188 HLI* nCF2 nCF3 nCFx - donde HTAG = viscosidad de triglicérido en cP HFAME1 = viscosidad de FAME presente en el triglicérido en la posición terminal 1 en cP HFAME2 = viscosidad de FAME presente en el triglicérido en la posición central 2 en cP HFAME3 = viscosidad de FAME presente en el triglicérido en la posición terminal 3 en cP nCFi = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en la posición terminal 1 nCF2 = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en la posición central 2 HCF3 = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en la posición terminal 3 La viscosidad de mezcla de triglicéridos puede estimarse como r]m¡x = viscosidad de mezcla de triglicéridos en cP.

Wi = fracción de peso de triglicérido (i) en la mezcla de triglicéridos. hi = viscosidad de triglicérido i en la mezcla en cP.

El punto de fusión de triglicérido puro también puede ser obtenido usando un modelo matemático basado en los siguientes factores: 1. Puntos de fusión de FAME, los cuales constituyen la molécula de triglicérido. 2. Número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME. 3. Un descriptor para responder por la similitud entre las cadenas de ácidos grasos terminales (TerminalEquai).

¡MP TAG -72.2053 + 0.3601 * MP AM£ 1 4- 0.4543 * MPPÁME 2 + 0.3601 * MPFAME3 1 1 i + 578,4448*—— 674.3624*— + 578.444-8 -f- 0.5813 nC F-¡_ nCFi nCF3 MP . 0.5813 * nCF¡ - 1.6560 * FAME - MP 1.6560 * ' FAME' nCP CF, t nnCCp.Ft i nCF, 7.6588 * — 7.6588 *—pp- 4- 3.6244 * T e"rminalE{(ual 4- 2.0464 MP FAME J 2.0464 * nCF, donde MPFAME1 = punto de fusión de FAME presente en el triglicérido en la posición terminal 1 en K MPFAME2 = punto de fusión de FAME presente en el triglicérido en la posición central 2 en K MP FAME3 = punto de fusión de FAME presente en el triglicérido en la posición terminal 3 en K HCFI = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en la posición terminal 1 nCF2 = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en la posición central 2 r|CF3 = número de átomos de carbono en la cadena de ácido graso de FAME en la posición terminal 3 TerminalEquai = 1 cuando los dos fragmentos de ácidos grasos terminales son iguales o 0 cuando son diferentes.

El punto de fusión promedio de peso de mezcla de triglicéridos puede ser estimado como MPmix = punto de fusión de mezcla de triglicéridos en K W¡ = fracción de peso de triglicérido “i" en la mezcla de triglicéridos.

MP¡ = punto de fusión de triglicérido “i” en mezcla de triglicéridos en K.

En todos los casos, el punto de fusión promedio de peso estimado (o predicho) es igual que el terminado por las mediciones de DSC o no más de 10°C mayor.

Una corrección adicional al modelo de punto de fusión promedio se hizo al incluir grado de isomorfismo (e). El grado de isomorfismo responde por la disimilitud estructural presente en mezclas de triglicéridos, lo cual puede resultar en disminuir los puntos de fusión. El procedimiento para calcular e es descrito en Wesdorp, L. H. Liquid-multiple solid-phase equilibria in fats. Ph.D. Thesis, University Delft, Países Bajos, 1990. Para fragmentos de ácidos grasos cis-insaturados, el volumen traslapante fue decidido por la longitud proyectada de fragmento cis-insaturado sobre fragmento saturado de cadena lineal. e entre diferentes pares de triglicéridos fue calculado y el más bajo de e, ithh(e), fue usado como un descriptor de modelo iti?h(e) es un indicador de disimilitud máxima presente en mezclas de triglicéridos. El modelo épsilon para predicción de punto de fusión es dado como MPmodeio épsiion = MPm¡x + 24.89*hh?h(e) - 24.89 (0 £ min(s) < 1 ) En todos los casos, el punto de fusión épsilon estimado (o predicho) es igual que aquél determinado por mediciones de DSC o no más de 10°C mayor.

El punto de inflamabilidad de triglicéridos o mezclas de triglicéridos también puede ser obtenido usando un modelo matemático basado en el calor de vaporación de triglicérido puro o mezclas de triglicéridos, respectivamente.

Punto de inflamabilidad(K) = 45.004 [AHvap]° 50197 donde punto de inflamabilidad = Punto de inflamabilidad de triglicérido en K DHn3r calor de vaporización de trig licéridos puros o mezclas de triglicéridos en kJ/mol.

Uno de los métodos representativos para predecir calor de vaporización de triglicéridos puros es dado en Chen et al., Fragment-Based Approach for Estimating Thermophysical Properties of Fats and Vegetable Oils for Modeling Biodiesel Production Processes, Ind. Eng. Chem. Res. Vol. 49, pag. 876-886 (2010).

El calor de vaporización de mezclas de triglicéridos puede ser determinado usando la siguiente relación donde AHvapmix = calor de vaporización de la mezcla de triglicéridos en kJ/mol N¡ = fracción mol de triglicérido i en la mezcla de triglicéridos.

AHvap,i = calor de vaporización del triglicérido “i” en kJ/mol Ejemplos 1 -13 Las composiciones reportadas en la Tabla 1 se basan en modelos construidos para predecir las siguientes propiedades de los triglicéridos y mezclas de triglicéridos: viscosidad, punto de inflamabilidad y punto de fusión. Todos los ejemplos exhiben el balance deseado de viscosidad £33 cP a 40°C y £120 cP a 10°C, punto de inflamabilidad ³ 260°C, de preferencia ³270°C y punto de fusión de -7°C o menos. El rango de punto de fusión predicho proporciona el límite superior y el inferior del punto de fusión de la mezcla. Esto se basa en los puntos de fusión predichos más altos y más bajos de los componentes individuales de la composición. Los puntos de fusión de las mezclas son determinados por los métodos descritos antes. Las mezclas de triglicéridos son de alta interacción; de ahí que el promedio de peso sea un valor aproximado del punto de fusión de la composición. Los datos en el ejemplo 2 muestran que los puntos de fusión predichos están cercanos a aquél determinado experimentalmente por DSC.

NJ N) OI O OI O I Tabla 1 Ejemplos 1 a 13 w NJ en o en o en r N> Ejemplos comparativos 1 -12 La tabla 2, la muestra comparativa (CS) 1 a CS 8 son composiciones de triglicéridos comprendiendo cantidades variables de diluyentes adicionados a HOCO (aceite de cañóla de oleico alto). La composición de HOCO es: 1. Triglicérido conteniendo ácido graso mono-insaturado de C18 = 74% 2. Triglicérido conteniendo ácido graso di-insaturado de C18 = 14.5% 3. Triglicérido conteniendo ácido graso tri-insaturado de C18 = 4.5% 4. Triglicérido conteniendo ácido graso saturado de C18 = 4% 5. Triglicérido conteniendo ácido graso saturado de C16 = 3% La tabla 2 reporta CS1 -CS8, los cuales son composiciones de triglicéridos comprendiendo HOCO con varias cantidades de diluyentes. SE 1185D es metil éster de ácido graso de soya (FAME), NYCOBASE SEH es sebacato de dioctilo y PAO 2.5 es polialfaolefina.

M N) OI O Oí O OI Tabla 2 CS1 a CS8 ro M en o en o en ro en Ni ro Oí OI o oí o Tabla 3 CS9 a CS12 I O) Las muestras comparativas con composiciones de ácidos grasos no produjeron la combinación deseada de propiedades. En particular, CS 2 (HOCO: triglicérido con C 18: 1 > 70%, triglicérido con C18:2 > 14%, triglicérido con C18:3 < 3%) tiene una viscosidad a 40°C > 33 cP (con punto de inflamabilidad > 300°C). CS3 a CS8 reportan composiciones de HOCO con varios diluyentes, los cuales no producen la combinación deseada de propiedades.

CS9 a CS12 reportan las propiedades de composiciones de triglicéridos comprendiendo mezclas de C16:1 en varias proporciones con triglicéridos de ácidos grasos de C 18: 1 , ácidos grasos de C22: 1 y/o ácido graso de C18:0, los cuales no producen la combinación deseada de propiedades. En particular, CS11 y CS12 con C18: 1 > 65% tienen viscosidad a 40°C > 33 cP con un punto de inflamabilidad > 300°C.

Aunque la invención ha sido descrita con cierto detalle a través de la descripción precedente de las modalidades preferidas, este detalle es para el propósito principal de ilustración. Muchas variaciones y modificaciones pueden hacerse por aquéllos expertos en la téenica sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se describe en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de triglicéridos que comprende en por ciento en peso con base en el peso de la composición: A. 10 a 65% de ácidos grasos de C 18 : 1 ; B. 35 a 90% de al menos uno de ácidos grasos de C 14: 1 y C16: 1 ; C. No más de 12% de ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de 7% de ácidos grasos saturados.

2. La composición de la reivindicación 1 , en la cual los ácidos grasos saturados están presentes en una cantidad de más de cero a nomás de 7% en peso.

3. Una composición de triglicéridos que consiste esencialmente de, en por ciento en peso con base en el peso de la composición: A. 10 a 65% de ácidos grasos de C 18 : 1 ; B. 35 a 90% de al menos uno de ácidos grasos de C14: 1 y C 16 : 1 ; C. No más de 12% de ácidos grasos poliinsaturados; y D. No más de 7% de ácidos grasos saturados.

4. Una composición de triglicéridos que consiste esencialmente de, en por ciento en peso, con base en el peso de la composición: A. 10 a 65% de ácidos grasos de C18: 1 ; B. 35 a 90% de al menos uno de ácidos grasos de C14:1 y C16: 1.

5. Un dispositivo eléctrico que comprende la composición de la reivindicación 1 , como un fluido dieléctrico.